Avaliação dos processos de pré-tratamento da superfície da sílica

JULIANO ROLDAN FONSECA

Avaliação dos processos de pré-tratamento da superfície da sílica fundida no preparo de colunas capilares inertes para cromatografia gasosa

Dissertação apresentada ao Instituto de Química

de São Carlos para obtenção do título de mestre

em Ciências.

Área de concentração: Química Analítica

Orientador: Prof. Dr. Fernando Mauro Lanças

São Carlos

2009

“Como é feliz o homem que acha a sabedoria,

o homem que obtém entendimento, pois a

sabedoria é mais proveitosa do que a prata e

rende mais do que o ouro.

É mais preciosa do que rubis;

Nada do que você possa desejar se compara a

ela.”

(Provérbios 3: 13-15)

DEDICATÓRIA Dedico este trabalho em primeiro lugar, ao meu Pai e minha Mãe que tanto

se esforçaram e trabalharam duro para que eu pudesse ter uma educação de

qualidade, muitas vezes deixando suas próprias vontades de lado para me ver

crescer. Cheguei até aqui porque eles foram meus primeiros professores me

ensinando os verdadeiros valores da vida.

Dedico também a toda minha família; irmão, tios e avós, que sempre

torceram pelo meu sucesso e são a base da minha vida e educação.

AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus pela vida, saúde e sabedoria que proporcionam meu

desenvolvimento pessoal.

Agradeço ao Professor Fernando M. Lanças pela orientação, confiança e

compreensão durante o decorrer deste trabalho.

Ao Instituto Internacional de Cromatografia pela bolsa concedida.

Aos funcionários do IIC, em especial ao Luis e ao Esmeraldo por todo

conhecimento técnico transmitido e pela grande amizade formada.

A todos os amigos do Grupo de Cromatografia que de uma forma ou outra

auxiliaram no meu trabalho e dividiram momentos agradáveis de convivência.

À Odete por todo seu apoio na secretaria.

A todos os amigos que fiz em São Carlos desde a graduação. Eles

representaram uma grande família para mim durante esta maravilhosa etapa da

minha vida.

Aos amigos de São Paulo, Robson, Denise e Família, que mesmo

distantes, souberam manter viva a verdadeira amizade e acompanharam os meus

passos.

À minha família por todo apoio antes e durante meu estágio na Alemanha.

À CPG do Instituto de Química de São Carlos, onde encontrei o apoio

acadêmico necessário para a realização desta dissertação.

Sumário

SUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS ........................................................................................................... i

LISTA DE TABELAS ......................................................................................................... v

LISTA DE ABREVIATURAS OU SIGLA....................................................................... vi

LISTA DE SÍMBOLOS ...................................................................................................viii

RESUMO............................................................................................................................. ix

ABSTRACT ......................................................................................................................... x

1. INTRODUÇÃO................................................................................................................ 1

1.1. Cromatografia Gasosa .................................................................................... 2

1.2. Desenvolvimento das colunas para CG ..................................................... 4

1.2.1 Tipos de colunas ......................................................................................... 5

1.3. A Sílica Fundida ................................................................................................ 7

1.4. Processos de Tratamento da Superfície .................................................. 10

1.4.1. Lixiviação.................................................................................................... 10

1.4.2. Lavagem..................................................................................................... 11

1.4.3. Desidratação.............................................................................................. 12

1.4.4. Persililação................................................................................................. 12

1.4.5. Recobrimento ............................................................................................ 15

1.4.6. Imobilização e ligação cruzada .............................................................. 20

1.4.7. Teste de Grob............................................................................................ 21

2. OBJETIVOS .............................................................................................................. 24

3. EXPERIMENTAL ...................................................................................................... 25

3.1. Materiais e equipamentos utilizados......................................................... 25

3.2. Tubos ................................................................................................................. 26

Dissertação de mestrado Juliano R. Fonseca

Sumário

3.3. Sistemas de preenchimento e recobrimento do tubo .......................... 26

3.4. Processo de preparo das colunas capilares........................................... 28

3.4.1. Etapa da Lixiviação .................................................................................. 28

3.4.2. Etapa da Lavagem.................................................................................... 28

3.4.3. Etapa da Desidratação ............................................................................ 28

3.4.4. Etapa da Persililação................................................................................ 29

3.4.5. Etapa do Recobrimento ........................................................................... 29

3.4.6. Cross-linking .............................................................................................. 30

3.4.7 Condicionamento das colunas preparadas .......................................... 30

3.5. Teste para as colunas preparadas............................................................. 31

3.6. Condições cromatográficas ........................................................................ 31

4. RESULTADOS.......................................................................................................... 32

4.1. Estudo da influência da lixiviação ............................................................. 32

4.2. Avaliação da reação de silanização .......................................................... 37

4.3. Avaliação da reprodutibilidade do recobrimento .................................. 44

4.4. O uso de filmes finos de PEG ..................................................................... 48

4.4.1. Ensaios com a fase OV-73...................................................................... 50

4.4.2. Ensaios com a fase OV-17...................................................................... 54

5. CONCLUSÕES ......................................................................................................... 58

5.1. Sugestões para trabalhos futuros.......................................................59

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 60


Listas i

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Esquema geral de um cromatógrafo a gás..............................................3

Figura 2: Tipos de coluna capilares........................................................................6

Figura 3: Composição do polímero da poliimida.....................................................7

Figura 4: Superfície química da sílica.....................................................................9

Figura 5: Reação entre os grupos silanol e o reagente HMDS.............................13

Figura 6: Estrutura química de alguns agentes silanizantes.................................14

Figura 7: Recobrimento estático em uma coluna capilar. 1) solução de fase

estacionária; 2) filme da fase estacionária; 3) menisco formado pela evaporação

do solvente.............................................................................................................16

Figura 8: Estrutura química do PDMS...................................................................18

Figura 9: Estrutura do Carbowax..........................................................................19

Figura 10: Sistema de preenchimento do capilar. 1) cilindro de gás para

pressurização, 2) controlador de baixa pressão, 3) frasco com a solução de

interesse, 4) frasco de pressurização, 5) coluna capilar........................................27


Listas ii

Figura 11: Sistema de recobrimento do tubo. 1) garrafa térmica contendo N2

líquido, 2) aquário com banho de água termostatizado, 3) coluna capilar enrolada

em um aro de metal, 4) interface para a bomba, 5) bomba de vácuo...................27

Figura 12: Cromatograma da mistura teste analisada em uma coluna lixiviada

com HCl 2% e recoberta com filme 0,25 μm de fase 0V-73. 1- octanol, 2- co-

eluição entre o undecano e dimetilanilina, 3- dimetilfenol, 4- hexadecano, 5-

octadecano.............................................................................................................33


com solução 5% de HCl e recoberta com filme 0,25 μm de fase 0V-73................33

Figura 14: Cromatograma da mistura-teste em uma coluna lixiviada com solução

HCl 2% , lavada e secada apenas com a passagem de ar...................................35

Figura 15: Cromatograma da mistura-teste em uma coluna que sofreu todas as

etapas do pré-tratamento do tubo, exceto a lixiviação...........................................35

Figura 16: Cromatograma da mistura-teste analisada em uma coluna que não

sofreu a etapa da lixivação, apenas silanização com HMDS................................36

Figura 17: Comparação entre uma coluna danificada pela alta temperatura

(coloração escura) e outra com características normais (coloração clara)............38


etapas do pré-tratamento do tubo. Silanização com HMDS a 350º C por 6

horas......................................................................................................................40


etapas de pré-tratamento. Silanização com DPTMDS a 350º C por 6 horas........40

Figura 20: Coluna que sofreu silanização com uma solução de DPTMDS em

Pentano 1:5............................................................................................................42


Listas iii

Figura 21: Capilar 1 silanizado com TPDMDS e recoberto com fase OV-73.......42

Figura 22: Capilar 2 silanizado com TPDMDS e recoberto com fase OV-73.......43

Figura 23: Série de colunas que não sofreram nenhuma etapa de pré-tratamento,

apenas recobrimento com OV-73. Coluna 1..........................................................45









Figura 28: Coluna sem pré-tratamento, apenas recoberta com um filme de 0,01

μm de PEG. 1- undecano, 2- hexadecano, 3- octadecano, 4- octanol, 5-

dimetilfenol, 6- dimetilanilina..................................................................................48



dimetilanilina, 6- dimetilfenol..................................................................................49


μm de PEG. 1- undecano, 2- hexadecano, 3- octadecano, 4- co-eluição entre

octanol e dimetilanilina, 5- dimetilfenol..................................................................49


Listas iv

Figura 31: Coluna com filme de 0,25 μm de OV-73 sobre um filme de 0,05 μm de

PEG. Análise da mistura-teste. 1- octanol, 2- co-eluição entre undecano e

dimetilanilina, 3- dimetilfenol, 4- hexadecano, 5- octadecano...............................51

Figura 32: Ciclos de condicionamento em coluna com filme de 0,25 μm de OV-73

sobre o filme de 0,05 μm de PEG..........................................................................52

Figura 33: Análise da mistura-teste em coluna recoberta com filme de 0,25 μm de

OV-73 sobre um filme de 0,05 μm de PEG; após ciclos de condicionamento.1-

octanol, 2- co-eluição entre undecano e dimetilanilina, 3- dimetilfenol, 4-

hexadecano, 5- octadecano...................................................................................53

Figura 34: Análise da mistura-teste em coluna apenas recoberta com um filme de

0,05 μm de PEG. 1- undecano, 2- hexadecano, 3- octadecano, 4- ocatanol, 5-

demetilanilina, 6- dimetilfenol.................................................................................54

Figura 35: Análise da mistura-teste em coluna recoberta com um filme de 0,25

μm da fase OV-17 sobre um filme 0,05 μm de PEG. 1- octanol, 2- undecano, 3-

dimetilanilina, 4- dimetilfenol, 5- hexadecano, 6- octadecano...............................55

Figura 36: Ciclos de condicionamento para a coluna recoberta com um filme de

0,25 μm da fase OV-17 sobre um filme 0,05 μm de PEG......................................56

Figura 37: Análise da mistura-teste após ciclos de condicionamento. Coluna

recoberta com um filme de 0,25 μm da fase OV-17 sobre um filme 0,05 μm de

PEG. 1- octanol, 2- undecano, 3- dimetilanilina, 4- dimetilfenol, 5- hexadecano, 6-

octadecano.............................................................................................................57


Listas v

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Composição química de algumas fases estacionárias fabricadas a

partir do polimetilsiloxano.......................................................................................18

Tabela 2 : Comparação do tempo de retenção para uma coluna recoberta com

filme de 0,25 μm de OV-73 sobre um filme de 0,05 μm de PEG...........................53

Tabela 3: Tempo de retenção para uma coluna recoberta com filme de 0,25 μm

de OV-17 sobre um filme de 0,05 μm de PEG.......................................................57


Listas vi

LISTA DE ABREVIATURAS OU SIGLA

CG Cromatografia Gasosa

Micro-LC Micro-Liquid Chromatography – Cromatografia líquida miniaturizada

WCOT Wall Coated Open Tubular - Coluna capilar aberta com parede

recoberta

SCOT Support Coated Open Tubular - Coluna capilar aberta com suporte

recoberto

PLOT Porous Layer Open Tubular – Coluna capilar aberta com camada

porosa

HRGC High Resolution Gas Chromatography – Cromatografia Gasosa de

Alta Resolução

.

HMDS Hexametildisilazano

TPDMDS Tetrafenildimetildisilazano

DPTMDS Difeniltetrametildisilazano

PDMS Poli(dimetilsiloxano)

PEG Polietileno glicol


Listas vii

ATB Azo-terc-butano

ATO Azo-terc-octano

OV Ohio Valley

FID Detector por ionização de chama


Listas viii

LISTA DE SÍMBOLOS

m metro

mm milímetro

μm micrômetro

°C graus Celsius

% porcentagem

ppm partes por milhão

mol L-1 mol por litro

mL mililitro

μL microlitro

cm/s centrímetros por segundo

°C/min graus Celsius por minuto

g gramas

tR tempo de retenção


Resumo ix

RESUMO O controle da superfície química em colunas capilares abertas é de

fundamental importância para atingir um alto desempenho na análise

cromatográfica, sendo muito estudada ao longo das décadas de 70 e 80, mas

tendo pouco destaque nos últimos anos por parte dos pesquisadores.

A atividade da superfície de uma coluna capilar é causada por grupos

silanol (Si-OH) e impurezas como metais, por exemplo. A presença destes grupos

silanol faz com que alguns compostos sofram adsorção, principalmente pela

formação de pontes de hidrogênio, originando picos com longas caudas no

cromatograma.

Por isso, a eliminação dos sítios ativos faz-se necessária quando uma

amostra apresenta interação com a superfície da coluna. Esta desativação pode

ser feita por meio de agentes silanizantes que reagem com os grupos hidroxila.

Visto que a maioria dos artigos publicados sobre este assunto envolve

colunas de vidro, o presente trabalho estudou os efeitos de cada fase do pré-

tratamento de tubos aplicado para as colunas atuais de sílica fundida, verificando

os agentes silanizantes HMDS, DPTMDS e TPDMDS que seriam mais adequados

para suportar as fases estacionárias OV-73 e OV-17. Também se avaliou o uso

de filmes finos de 0,01 , 0,05 e 0,10 μm de polietileno glicol (PEG) como

alternativa para a desativação da parede interna do capilar, o qual mostrou

resultados satisfatórios de estabilidade e inatividade.


Abstract x

ABSTRACT

The control of the inner surface in open tubular capillary columns has

fundamental importance to reach a high performance in gas chromatography

analysis. It was very studied during 1970´s and 1980´s, but has not interested the

researches along last years, not excluding also, the possibility of commercial

secrets regarding column preparation.

The activity on the surface of capillary column is mainly caused by silanol

groups (Si-OH) and impurities such as metal ions and water. These groups

favours reversible and irreversible adsorption of polar compounds, which results in

tailed peak shapes and incomplete elution from the column.

Therefore, the elimination of the active sites is necessary. The deactivation

procedures are based on blocking of silanol groups by means of chemical

reaction.

This present work studied the effects of the surface pretreatment steps

applied to fused silica capillary columns. Some silylating agents such as HMDS,

DPTMDS and TPDMDS were valued. The coating behavior using OV-73 and OV-

17 stationary phases was studied too.

Film thickness of 0,01 , 0,05 and 0,10 μm of poly(ethylene glycol) (PEG)

was applied as alternative procedure, showing good stability and column

deactivation.


Introdução 1

1. INTRODUÇÃO

A cromatografia é uma técnica físico-química de separação onde os

componentes de uma mistura são distribuídos entre duas fases: uma das fases

constitui uma superfície denominada fase estacionária; e a outra se move através

da primeira, chamada fase móvel.

Em 1903, TSWETT utilizou os termos “cromatografia” e “cromatograma”

em dois trabalhos que descrevem a separação dos componentes de extrato de

folhas em uma coluna de vidro, recheada com vários sólidos, usando éter de

petróleo como eluente. Sendo assim, a descoberta da cromatografia é atribuída a

este pesquisador [1].

Apesar destas experiências, foi só em 1930 que Kuhn e Lederer

aperfeiçoaram a cromatografia em coluna, separando e identificando as xantofilas

da gema de ovo, utilizando carbonato de cálcio pulverizado como fase

estacionária e éter de petróleo como fase móvel. Considerou-se este período

como o início da cromatografia moderna, ainda que realizada em colunas de vidro

preparativa, recheadas com suporte sólido, nas quais as amostras eram

submetidas juntamente com o solvente [1].

O uso da fase móvel líquida foi a única opção durante muitos anos, até que

em 1941 Martin e Synge previram que a fase móvel não precisava ser um líquido,

mas poderia ser também um vapor. Descreveram a partição líquido-líquido e

aplicaram o conceito de pratos teóricos à cromatografia. Este trabalho antecipou o


Introdução 2

surgimento da cromatografia gasosa e da cromatografia líquida de alta eficiência,

a qual renderia a estes outros o Prêmio Nobel de 1952 [1].

Assim, a cromatografia tornou-se uma ferramenta poderosa, com

aplicações multidisciplinares, que permite separar, quantificar e identificar

substâncias químicas em misturas complexas.

1.1. Cromatografia Gasosa

Na cromatografia gasosa a amostra é vaporizada e introduzida no topo de

uma coluna cromatográfica. A eluição é feita por um fluxo de gás inerte que atua

como fase móvel, cuja função é apenas arrastar os analitos através da coluna

sem interagir com os mesmos. Os compostos são eluídos da coluna

cromatográfica e passam pelo detector sendo registrados em seguida como

curvas gaussianas (Figura 1).

A cromatografia gás-sólido está baseada em uma fase estacionária sólida

de grande área superficial, normalmente carvão vegetal, sílica-gel ou zeólitas

sintéticas, na qual a separação dos analitos é conseqüência de adsorção física.

Ela tem aplicação limitada devido à retenção de moléculas polares ou ativas, e

geralmente, é empregada na análise de gases como nitrogênio, oxigênio,

monóxido de carbono entre outros [1,2].

Na cromatografia gás-líquido, o processo de separação se dá por partição

do analito entre a fase móvel e uma fase líquida imobilizada em um suporte

sólido.


Introdução 3

Figura 1: Esquema geral de um cromatógrafo a gás.

Estas técnicas desenvolveram-se rapidamente a partir da década de 1950.

Em 1955 surgiu no mercado o primeiro equipamento comercial para este fim.

Desde então, houve um crescimento extraordinário de suas aplicações,

principalmente após a introdução dos computadores que permitiram o controle

das condições experimentais facilitando o auto-processamento de dados [2].

A cromatografia gasosa é uma técnica com um alto poder de resolução,

rapidez, e geralmente está acoplada a detectores muito sensíveis. Trata-se hoje

de uma técnica indispensável à pesquisa, controle de qualidade na indústria

farmacêutica ou alimentícia, monitoramento de poluentes no meio ambiente, entre


Introdução 4

outras aplicações. Sua rápida expansão é resultado dos esforços de muitos

pesquisadores no desenvolvimento das colunas capilares de alto desempenho [3].

1.2. Desenvolvimento das colunas para CG

A coluna cromatográfica é considerada a parte mais importante de todo

sistema uma vez que neste componente a separação ocorrerá. As primeiras

colunas analíticas eram feitas de metal (geralmente aço inoxidável) com

dimensões de 1 a 4 mm de diâmetro interno e 1 a 3 metros de comprimento,

possibilitando a injeção de uma maior quantidade de amostra. As colunas

capilares foram introduzidas em 1958 por Golay. Logo após, em 1959 Desty

trabalhando em uma empresa de petróleo britânica, produziu a primeira coluna

capilar de vidro utilizando um filme de esqualeno na superfície interna como fase

estacionária. Contudo sua coluna perdia totalmente suas características após

algumas análises o que o fez desistir do vidro como material para fabricação das

colunas [2,3].

Grob continuou estudando o problema e em 1964 produziu colunas

capilares de vidro com recobrimento interno carbonizado por meio da pirólise do

CH2Cl2, possibilitando a deposição eficiente de filmes de fase estacionária.

Subsidiado por uma empresa de cigarros suíça, Grob aplicou suas colunas na

análise de fumaça de cigarro separando mais de 300 compostos. O sucesso da

análise levou-o também ao primeiro acoplamento das colunas capilares a um

espectrômetro de massas [3].


Introdução 5

Os trabalhos de Grob na década de 1960 e 1970 fizeram com que

houvesse uma rápida transição para as colunas de vidro. Várias máquinas nos

laboratórios produziam colunas capilares de vidro com vários diâmetros baseadas

no sistema descrito por Desty e colaboradores [3,4].

Em 1979, um novo tipo de coluna foi introduzido. Com o desenvolvimento

da tecnologia da fibra óptica, a sílica fundida tornou-se o material de escolha para

as colunas capilares. O advento dos capilares de sílica fundida para cromatografia

gasosa foi a maior avanço tecnológico desenvolvido no campo das ciências de

separação no século XX. A revolução não ocorreu somente para esta técnica

como também, posteriormente, os capilares foram aplicados na eletroforese

capilar e na cromatografia líquida miniaturizada (micro-LC) [5]

1.2.1 Tipos de colunas

As colunas capilares geralmente possuem dimensões de 0,10 a 0,53 mm

de diâmetro interno e de 10 a 100 m de comprimento.

Existem vários tipos de colunas capilares para cromatografia gasosa como

mostrado na Figura 2. As colunas empacotadas possuem seu interior recheado

com partículas do suporte sólido, recobertos ou não com um filme de fase líquida.

Nas colunas do tipo WCOT (Wall Coated Open Tubular), a fase estacionária é

depositada na parede interna do tubo, na forma de um filme, deixando a parte

central oca, sendo adequadas à maioria das aplicações. A coluna do tipo SCOT

(Support Coated Open Tubular) possui a parede interna do capilar recoberta com

um suporte sólido onde é depositado um filme de fase líquida; de uma maneira


Introdução 6

geral são menos eficientes do que as do tipo WCOT. As colunas denominadas

PLOT (Porous Layer Open Tubular) possuem em sua parede interna apenas

partículas de um sólido adsorvente [1,2,6].

As colunas capilares de sílica fundida recebem um recobrimento externo de

poliimida (Figura 3) para aumentar sua resistência mecânica e protegê-las da

exposição atmosférica. Uma pequena ranhura de 1 µm na sílica pode causar sua

quebra; por isso, o recobrimento externo de poliimida na sílica se faz tão

importante [5].

Figura 2: Tipos de coluna capilares.


Introdução 7

ON N N

O

O

O

O

N

O O

O

O O

On

Figura 3: Composição do polímero da poliimida

1.3. A Sílica Fundida

Para os fabricantes de tubos de sílica-fundida, o uso desta em ciências de

separação representa um insignificante mercado quando comparado ao de

telecomunicações. Todas as novidades e esforços para melhorar a pureza da

sílica são direcionados ao desenvolvimento de fibra óptica. Por sorte, os

cromatografistas têm acesso a todos estes materiais.

Os primeiros capilares de sílica-fundida possuíam uma alta concentração

de água, em torno de 400-600 ppm, que permanecia após a obtenção do produto

de hidrólise SiCl4, no qual restavam também aproximadamente 125 ppm de

cloreto. A água como contaminante limitava a eficiência na transmissão da luz

na região do infravermelho usada para a telecomunicação. Consequentemente,

os produtores se esforçaram para reduzir estes índices de impurezas e hoje a

concentração de água nos capilares de sílica não ultrapassa 0,2 ppm. Por outro


Introdução 8

lado, a concentração de cloretos aumenta se o gás cloro for usado para secar a

sílica; daí a necessidade de se usar atmosferas inertes para este fim [5].

A sílica-fundida permite o preparo de colunas com paredes finas, as quais

exibem ótima flexibilidade. Esse material pode ser descrito como um vidro mais

simples, ou um “vidro ideal” por não possuir qualquer aditivo usado para modificar

suas propriedades físicas ou químicas. Esta ausência de impurezas confere

propriedades cromatográficas muito melhores em relação aos outros materiais

usados na preparação de tubos até então [5,6].

A síntese da sílica fundida é baseada na hidrólise do SiCl4 de acordo com a

equação 1:

SiCl4 + 2H2O SiO2 + 4HCl (1)

Na estrutura da sílica, os átomos de silício estão coordenados

tetraedricamente com quatro átomos de oxigênio. No entanto, a presença de

grupos hidroxila foi identificada em diversas posições na superfície da sílica

(Figura 4). Hoje em dia, a concentração destes grupos é muito baixa devido à alta

temperatura usada no preparo; porém variáveis incontroláveis como, por exemplo,

a umidade do ar no dia da fabricação do material ou gases ácidos de nitrogênio

podem hidrolisar um grupo siloxano a silanol [5].

A atividade das colunas causada pelos grupos silanol (Si-OH), presentes

na superfície do capilar, prejudica a eficiência da separação ao adsorver alguns

compostos, tanto para o vidro como para a sílica fundida, principalmente quando

recobertas com filmes muito finos de fase estacionária.


Introdução 9

SiO

HO

H

H

SiOHHO

SiOH

SiOH

SiO

Si SiOH

Ligação de hidrogênio com a água

Silanolgeminal

Silanolvicinal

Siloxano Silanol isolado

SiCl

SiCl

H

OH

SiO

Si

H

OH

Ligação de hidrogênio com a água

Cloreto de Silício

Figura 4: Superfície química da sílica.

Surgiram então, vários estudos numa tentativa quase que desesperada

para desativar as colunas capilares de cromatografia gasosa buscando eliminar

os sítios ativos.

O controle da superfície química em colunas capilares buscando o alto

desempenho na separação, foi durante muito tempo o foco de pesquisadores da

área, sendo muito estudada ao longo das décadas de 1970 e 1980, mas tendo

pouco destaque nos últimos anos. Provavelmente, o rápido crescimento das

indústrias de instrumentação analítica e seus segredos comerciais envolvidos no

que se referem à preparação de colunas, diminuíram o número de artigos

publicados sobre o assunto e, conseqüentemente, o interesse no meio acadêmico

[7].

Os processos de tratamento de superfície têm certa controvérsia e

confusão ao longo da literatura, principalmente porque a maioria os descreve para


Introdução 10

as colunas de vidro ao invés das colunas atuais de sílica fundida, não havendo

um padrão bem definido a ser seguido [7].

1.4. Processos de Tratamento da Superfície

As propriedades da superfície interna da coluna pré-tratada determinam o

sucesso ou não de sua aplicação prática. Adsorção reversível e irreversível de

analitos polares, as quais são possíveis de perceber no cromatograma por pela

presença de caudas nos picos, além da eluição incompleta, são fatores

agravantes na busca de uma coluna capilar de boa qualidade [8].

A preparação de uma coluna capilar WCOT inerte envolve várias etapas as

quais não possuem um entendimento completo e devem ser estudadas

empiricamente. Diferentes parâmetros produziram resultados semelhantes na

literatura, o qual é provavelmente o motivo das inúmeras recomendações

publicadas no que se refere à preparação de colunas [8].

As etapas de preparo de uma coluna capilar são descritas a seguir.

1.4.1. Lixiviação

A função da lixiviação é, primeiro promover a deionização da superfície

pela substituição de íons metálicos por íons H+ e segundo, aumentar a densidade

de grupos hidroxila para servir como possíveis pontos de modificação. Em

princípio, a lixiviação pode ser ácida ou básica, sendo necessário manter uma

superfície lisa. Contudo, o tratamento básico tende a corroer e produzir poros se


Introdução 11

não for bem controlado. A profundidade da lixiviação depende da temperatura do

processo, concentração da solução e do tempo de duração [9,10].

A lixiviação dinâmica consiste em passar um fluxo constante da solução de

lixiviação pelo capilar por um longo período de tempo, enquanto que a lixiviação

estática sugere o preenchimento de apenas 25% do volume do capilar com a

solução e o aquecimento do mesmo após fechar suas saídas. Grob [10] descreve

que a lixiviação estática produz melhores resultados e que nenhum tratamento

mais sofisticado deve ser escolhido antes de comparar com o simples

procedimento estático. Ele sugere também o uso de uma solução 2% de ácido

clorídrico (HCl) já que este procedimento mantém a superfície do capilar lisa e

deixar poucos resíduos em comparação com outras soluções ácidas ou básicas

como hidróxido de sódio (NaOH), por exemplo.

A lixiviação parece não ser crítica para a sílica fundida, visto que a

concentração de metais em sua superfície é muito baixa em comparação com o

vidro. Por exemplo, Mayer aplica a lixiviação com ácido clorídrico 18% a uma

temperatura de 100 °C por um período de 12 horas durante o preparo do capilar.

Já Xu e Sumpter iniciam diretamente pelo processo de desidratação e

desativação [11-13].

1.4.2. Lavagem

A lavagem consiste basicamente em passar pela coluna a mesma solução

utilizada na lixiviação, eliminando assim, o volume usado anteriormente e

dissolvendo qualquer material ainda presente na camada superficial.


Introdução 12

1.4.3. Desidratação

A desidratação consiste no transporte de moléculas de água, resultantes

da solução de lixiviação ou da desidratação entre grupos silanol vizinhos, para

fora da coluna, por um fluxo de gás. Este procedimento é realizado geralmente

em temperaturas superiores a 150 ºC por algumas horas e é aconselhável para

colunas curtas. O uso de uma bomba de vácuo ou um fluxo de solvente na qual a

água é solúvel, também é um excelente meio para se conseguir uma boa

desidratação [9,10].

1.4.4. Persililação

A persililação pode ser a etapa mais importante para se conseguir uma

coluna inerte, ou seja, impossibilitada de afetar o processo de separação. Essa

idéia conduziu durante anos as pesquisas que garantiram a expansão da HRGC.

A silanização serve para introduzir grupos orgânicos específicos na

superfície do capilar ao reagir com os grupos Si-OH. Um dos agentes silanizantes

mais conhecidos é o hexametildisilazano (HMDS), sendo a reação apresentada a

seguir análoga para outros agentes desta mesma classe [14].


Introdução 13

+ NH3

superfície da HMDS superfície amônia

sílica silanizada

Figura 5: Reação entre os grupos silanol e o reagente HMDS.

A seleção de um agente silanizante adequado não é uma tarefa simples. O

conseqüentemente, no seu posterior uso, além de possuir boa compatibilidade

separação é atingida quando a fase estacionária depositada na coluna é

necessário que a superfície interna da coluna seja molhável (wettable) por uma

similaridade estrutural, a persililação tem que produzir boa “molhabilidade”. Por

mostra a estrutura do Hexametildisilazano (HMDS), Tetrafenildimetildisilazano

(TPDMDS) e difeniltetrametildisilazano (DPTMDS) [8,10].

Si

Si OH

OH

Si O SiCH3

CH3

mais tradicional fica entre os silazanos e siloxanos. Segundo Grob [10], o bom

agente deve resistir às altas temperaturas usadas na preparação da coluna e,

com a fase estacionária escolhida para o recobrimento. A eficiência máxima de

distribuída de forma uniforme, ou seja, um filme sem interrupções, seções finas e

espessas, ou até mesmo gotas. Assim, para produzir um filme homogêneo, é

dada fase estacionária. Desta forma, experimentalmente e fundamentada na

exemplo, um agente silanizante que possui grupos fenil seria ideal para o uso em

recobrimentos com fases estacionárias que também os possuam. A Figura 6

O

Si O Si

CH3

CH3

CH3

(CH3)3Si NH Si(CH3)3

CH3

O


Introdução 14

H3C Si N Si CH3Si

CH3

CH3

N Si

CH3

CH3

HH

TPDMDS DPTMDS

H3C Si

CH3

CH3

N Si

CH3

CH3

CH3H

HMDS

Figura 6: Estrutura química de alguns agentes silanizantes.

O processo consiste em preencher uma porcentagem do comprimento do

capilar com a solução do agente silanizante, fechar as extremidades e aquecer

em um forno por certo período de tempo. Nesta etapa, a temperatura e o tempo

usados são muito importantes para que a reação ocorra, o que gerou outro ponto

de divergência entre os pesquisadores. Por exemplo, Ven e colaboradores [14] em

estudo usando análises por ressonância magnética nuclear de 29Si e medidas de

absorção na região do infra-vermelho, descreveu a formação do grupo R-SiNH2

que é mais ativo que o próprio grupo silanol, após silanização usando HMDS a

temperaturas superiores a 400 °C. Em experimentos usando também HMDS puro


Introdução 15

sob diferentes condições, Welsch conseguiu uma inatividade nunca vista por ele

antes usando temperaturas ao redor de 300 °C; diferente dos 380 – 400 °C

proposto anteriormente por Grob [15,7]. Porém, o próprio Welsch publicou um

artigo alguns anos mais tarde que sugeria a silanização a 340 °C por um período

de 13 a 14 horas como sendo suficiente para uma completa desativação [16]. Já

Tríska e colaboradores realizaram a reação de silanização a 350 °C por um

período de 24 horas, mas Markides descreve que a melhor desativação

alcançada foi a 350 °C por um período de apenas 10 horas [17,18].

1.4.5. Recobrimento

Após a desativação, a parede interna da coluna capilar é recoberta com a

fase estacionária. O mais importante e difícil de se conseguir nesta etapa é

produzir um filme homogêneo ao longo de todo capilar; e isso depende da

“molhabilidade” conseguida após a silanização, velocidade de evaporação do

solvente e de uma temperatura constante durante o processo. Mayer, usando

microscopia eletrônica, mostrou a formação de bolhas e ondas no recobrimento

com fases estacionárias com alta concentração de grupos fenil [19].

Existem duas técnicas para tal processo: o recobrimento dinâmico e o

recobrimento estático.

O recobrimento dinâmico consiste em preencher a coluna com a solução

de fase estacionária e empurrá-la com um gás, deixando um depósito de filme

fino na parede. O fluxo de gás continua até a evaporação do solvente, a uma

temperatura elevada. A dificuldade deste método é predizer a espessura exata do


Introdução 16

filme, pois a mesma é dependente da velocidade, viscosidade e concentração da

solução.

O método do recobrimento estático foi primeiro desenvolvido por Golay,

mas Bouche e Verzele em 1968, fizeram com que o processo dinâmico fosse

praticamente abandonado, permanecendo um marco na história da preparação de

colunas. Seu artigo original e listava os pontos fracos do recobrimento dinâmico

[20].

O processo de recobrimento estático pode ser descrito como um processo

de evaporação do solvente da solução de fase estacionária, fazendo com que o

vapor passe para fora da coluna com auxílio da diferença de pressão, ou seja,

aplicando “vácuo” em uma das extremidades do capilar, como mostra a Figura 7.

Quando a frente da solução recuar por evaporação do solvente, um pouco da

solução é espalhada na parede interna da coluna aumentando a área efetiva para

evaporação, formando assim, um filme da fase. Neste caso, a coluna é

completamente preenchida com a solução da fase estacionária e sua temperatura

não deve variar ao longo de seu comprimento para garantir uma espessura de

filme uniforme [10, 20].

Figura 7: Recobrimento estático em uma coluna capilar. 1) solução de fase

estacionária; 2) filme da fase estacionária; 3) menisco formado pela evaporação

do solvente.


Introdução 17

As vantagens do recobrimento estático frente ao processo dinâmico são

basicamente:

1) Não existem limitações relacionadas à viscosidade (exceto para

recobrimentos muito espessos), sendo possível o recobrimento com polímeros de

altas massas molares;

2) Proporciona melhor resultado no recobrimento sem tantas influências

externas como no processo dinâmico;

3) A espessura do filme é perfeitamente predita baseando-se na seguinte

equação [10]:

Espessura do filme (μm) = 2,5 x DI (mm) x C (%)

Onde,

DI: diâmetro interno da coluna capilar, dada em milímetros;

C: concentração da solução de fase estacionária, dada em massa de fase

estacionária por volume de solução.

Entre as principais fases estacionárias destacam-se os polímeros líquidos

de polisiloxanos; que são usados em 90% das separações feitas em laboratórios

analíticos. Novas fases podem ser produzidas com a inserção de novos grupos

funcionais nos grupos pendentes dos siloxanos, como por exemplo, grupos fenil

ou ciano [21]. A Figura 8 mostra a estrutura do poli(dimetilsiloxano) - PDMS e a

Tabela 1 mostra a composição química de algumas fases estacionárias

conhecidas comercialmente.


Introdução 18

O S i

C H 3

C H 3

O S i

C H 3

C H 3

O

n

Figura 8: Estrutura química do PDMS.

Tabela 1: Composição química de algumas fases estacionárias fabricadas a partir

do PDMS.

Código Estrutura

OV-73 5% fenil

OV-17 50% fenil

OV-1701 7% fenil, 7% cianopropil

OV-61 33% fenil

OV-31 17% cianopropil


Introdução 19

Um segundo grupo de polímeros que tem inúmeras aplicações nesta área

são os polietileno glicóis (PEGs). Um exemplo de aplicação bem estabelecida é

na análise de compostos voláteis em bebidas alcoólicas e de compostos polares

cujos pontos de ebulição são semelhantes, dificilmente separados em

polisiloxanos.

Alguns dos PEGs modificados são estáveis à temperaturas de até 320 °C.

Porém, algumas características desfavoráveis como, por exemplo, a fácil

oxidação e a degradação em baixas temperaturas, restringem o uso do PEG

como fase estacionária. O PEG mais utilizado como fase estacionária possui

20.000 unidades de massa atômica e é conhecido como Carbowax-20M (Figura

9). No entanto, muitas destas desvantagens podem ser eliminadas com o

desenvolvimento de métodos de imobilização (cross-linking) [22].

HO C C O C C OH

H

H

H

H

H

H

H

H n

Figura 9: Estrutura do Carbowax.


Introdução 20

1.4.6. Imobilização e ligação cruzada

K. Grob e G. Grob denotam o termo cross-linking (entrecruzamento) como

o procedimento usado para produzir ligações covalentes intermoleculares e entre

a parede do tubo e a fase estacionária. As ligações químicas estendem o intervalo

de temperatura de trabalho e estabilizam o filme da fase estacionária sobre a

parede interna do tubo, tornando a fase estacionária mais robusta, e impedindo a

redissolução da mesma no solvente quando a amostra é injetada. Este

procedimento é importante na redução da “sangria” da coluna se torna

indispensável com o aumento da polaridade da fase e da espessura do filme [23].

A “sangria” é o termo utilizado para descrever o desprendimento de fase

estacionária em um capilar durante uma corrida cromatográfica. Com o aumento

da temperatura de análise, pequenas porções de fase podem se soltar da parede

interna da coluna e originar um sinal no detector do equipamento.

As técnicas de imobilização foram primeiramente estudadas pelos

produtores de silicone, sendo uma idéia cientificamente simples:

1) Reações radicalares são induzidas pela adição de geradores de radicais;

2) Reações radicalares são induzidas por calor;

3) Condensação de grupos silanol são induzidas por calor.

Sendo assim, a alternativa mais interessante no preparo de colunas com

fases imobilizadas envolve a adição de peróxidos à fase líquida, mais comumente

azo-terc-butano (ATB) ou azo-terc-octano (ATO). Após terminada a deposição do


Introdução 21

filme, uma pequena quantidade destes reagentes é inserida no interior da coluna

e o aquecimento do tubo garante que a imobilização da fase ocorra [10].

Fases estacionárias a base de silicone apresentam massa molecular

elevada. Os silicones que apresentam altos percentuais de fenil ou ciano

substituídos não possuem solubilidade adequada para preparar a solução de

recobrimento. Por isso, a polimerização é feita in situ, adicionando-se oligômeros

de massa molecular baixa no interior da coluna [6].

Esta é praticamente a última etapa no processo de preparação de uma

coluna capilar para CG. O próximo passo é submeter a coluna à uma avaliação

antes de utilizá-la nas aplicações de interesse. Isto pode ser feito por meio de

uma simples análise onde os compostos dão informações sobre a qualidade do

novo capilar.

1.4.7. Teste de Grob

A qualidade de uma coluna capilar não é avaliada apenas por uma

separação eficiente, mas também pelos diferentes tipos de adsorção que possam

ocorrer entre os analitos e a parede interna do tubo. Sendo assim, faz-se

necessário um bom teste após sua fabricação.

Após muitos estudos, Grob [24] propôs em 1978 uma mistura-teste que

considerava ser capaz de dar informações não só sobre a eficácia da injeção e o

tempo morto, como também o acesso dos analitos à grupos silanóis ou

contaminantes (água, metais, entre outros). Seu trabalho foi um marco para

avaliação de colunas. Esta mistura continha hidrocarbonetos, um fenol


Introdução 22

substituído, uma amina, álcoois, um diol e ésteres. Segundo Grob os testes

deveriam possuir as seguintes características:

1) Consistir em uma simples corrida cromatográfica;

2) A mistura-teste deveria conter todos os compostos necessários para dar

informações básicas sobre a coluna;

3) O mesmo teste deve servir para todas as fases estacionárias;

4) Alguns aspectos quantitativos devem ser incluídos como forma e altura dos

picos;

5) As condições devem ser padronizadas para posterior comparação de

resultados;

6) Os componentes da mistura devem eluir relativamente longe uns dos outro

para evitar interações entre eles.

Neste caso, as classes de compostos escolhidos têm uma função. Os

hidrocarbonetos apresentam picos simétricos permitindo os cálculos sobre a

eficiência cromatográfica, eficácia da injeção e também identifica problemas no

sistema, como por exemplo, erros na instalação da coluna ou insuficiência de gás.

Os ácidos orgânicos, as aminas (bases), os álcoois e o diol mostram as possíveis

interações com grupos silanol ou moléculas de água. Os aldeídos identificam

adsorção que não se dá por ligação de hidrogênio. E, por fim, os ésteres metílicos

possuem coeficientes de partição muito próximos em diferentes fases

estacionárias, detectando irregularidades no recobrimento da coluna [24].

Quando estudamos adsorção temos que considerar todo o sistema

cromatográfico (injetor, coluna, detector). Uma adsorção ocorrendo no injetor


Introdução 23

pode gerar conclusões erradas sobre a coluna. Por outro lado, altas temperaturas

no injetor, quando próximo de 300 °C, e o curto espaço de tempo de permanência

dos analitos no detector, parece não contribuir muito para a adsorção total do

sistema. Usando um liner silanizado, a contribuição do injetor na adsorção é

menor que 5% [25].

Inúmeros testes para colunas surgiram após o sugerido por Grob de acordo

com a demanda de mercado. Alguns continham compostos menos impedidos

estericamente, para favorecer o acesso a possíveis sítios ativos, e compostos

mais ácidos ou básicos, tentando distinguir as colunas “adequadas” das

“excelentes”.

Outra questão citada por pesquisadores refere-se ao solvente e a

programação de temperatura usada nos testes de colunas. Segundo Jennings,

um solvente que elui antes dos compostos presentes na mistura-teste pode

impedir a interação dos mesmos com os sítios ativos, principalmente para

solventes polares. As altas temperaturas também diminuem a interação soluto-

superfície. Ele sugere um novo teste isotérmico a baixas temperaturas (70 -100

°C) usando diisopropil benzeno como solvente, que elui depois dos analitos e

introduz novos compostos como, por exemplo, a picolina, o 1,2 pentanodiol, o

ácido propiônico e o trimetil fosfato. Destaca também que injeções de volumes de

amostra menores que 10 nL na coluna facilita a identificação de adsorção, o que é

mascarado por altas concentrações de analitos [26].

Apesar das inúmeras sugestões ao longo dos últimos anos, a mistura de

Grob é ainda usada pelas empresas que fabricam colunas capilares e mostra-se

eficiente como um primeiro teste de qualidade [27,28].


Objetivos 24

2. OBJETIVOS

O principal objetivo deste trabalho é adequar, para as colunas capilares

modernas de sílica fundida, as etapas empregadas no pré-tratamento dos tubos

utilizados no preparo de colunas, verificando sua real necessidade na produção

de colunas capilares, inertes e eficientes. Isso significa:

Estudar o comportamento da lixiviação ácida e básica;

Avaliar a desativação da superfície da sílica usando agentes silanizantes,

estudando as condições para a reação de silanização que melhor

satisfazem o recobrimento para fases estacionárias semi-polares e polares,

ou seja, produzem “molhabilidade” adequada.

Analisar o processo de recobrimento do tubo com a fase estacionária e sua

reprodutibiliadade;

Buscar alternativas para desativação do capila.


Experimental 25

3. EXPERIMENTAL

3.1. Materiais e equipamentos utilizados

• Fase estacionária OV-73 (5,5% fenilpolisiloxano) e OV-17 (50%

fenilpolisiloxano): Alltech Associates Inc., Ohio (USA)

Fase estacionária de PEG: Alltech Associates Inc., Ohio (USA).

• Agentes silanizantes

HMDS: Merck, Darmstadt (Germany)

TPDMDS e DPTMDS: Aldrich Chem.Co., Munich (Germany)

• Reagente Azo-terc-butano: Aldrich Chem.Co., Munich (Germany).

• Solventes pentano e diclorometano: Merck, Rio de Janeiro (Brasil).

• Gás N2 usado nos sistemas de preparo do tubo: AGA, Barueri (Brasil).

• Tubos de sílica fundida HT: Polymicro Technologies Inc., Phoenix (USA)

• Cromatógrafo a Gás Shimadzu GC-2010 (Shimadzu, Kyoto, Japão) com

detector por ionização de chama FID.


Experimental 26

3.2. Tubos

Todos os ensaios realizados utilizaram tubos de sílica fundida cortados.

Suas dimensões foram padronizadas em 10 metros de comprimento e 0,25 mm

de diâmetro interno.

3.3. Sistemas de preenchimento e recobrimento do tubo

Montou-se um sistema um para o preenchimento do capilar. Por meio da

pressurização de um frasco (3) contendo a solução de trabalho, o líquido flui para

dentro do tubo, como mostra a Figura 10.

Conforme descrito no processo de recobrimento estático, montou-se um

outro sistema usado para a evaporação do solvente, contendo a fase estacionária

durante a etapa da produção do filme fino (Figura 11).

Na etapa de recobrimento, as colunas já preenchidas com a solução da

fase estacionária foram colocadas em um banho de água termostatizado a 28 °C

para se evitar ao máximo a variação de temperatura durante a evaporação do

solvente. Uma das entradas do capilar foi mergulhada em nitrogênio líquido

enquanto na outra se aplicou “vácuo” com o auxílio de uma bomba.

A temperatura ambiente na sala onde o sistema se encontrava também foi

controlada por meio de aparelhos de ar condicionado.


Experimental 27

Figura 10: Sistema de preenchimento do capilar. 1) cilindro de gás para

pressurização, 2) controlador de baixa pressão, 3) frasco com a solução de

interesse, 4) frasco de pressurização, 5) coluna capilar.

Figura 11: Sistema de recobrimento do tubo. 1) garrafa térmica contendo N2

líquido, 2) aquário com banho de água termostatizado, 3) coluna capilar enrolada

em um aro de metal, 4) interface para a bomba, 5) bomba de vácuo.


Experimental 28

3.4. Processo de preparo das colunas capilares

3.4.1. Etapa da Lixiviação

Usando o sistema de preenchimento do tubo, verificou-se o efeito da

lixiviação conforme descrito por Grob [10]. Preencheram-se 25% do comprimento

da coluna com solução de HCl , tampou-se as extremidades do tubo usando um

maçarico, levando-o ao forno logo em seguida a 220º C por 3 horas. Foram

testadas soluções de HCl 2% e 5%; e uma solução de NaOH 0,1 mol L-1.

Após este tratamento, o capilar foi retirado do forno e suas extremidades

foram abertas para que seguisse o processo de lavagem.

3.4.2. Etapa da Lavagem

Esta etapa consistiu em passar pelo capilar em torno de 1,5 mL da mesma

solução usada para a lixiviação e 1,5 mL de diclorometano. A secagem interna do

capiar foi realizada apenas com a passagem de N2 por 30 minutos.

3.4.3. Etapa da Desidratação

Após a secagem, foi utilizado um forno de cromatógrafo para aquecer os

tubos a uma temperatura de 200 ºC por um período de 2 horas. Simultaneamente,


Experimental 29

conectou-se um fluxo de N2 em uma das entradas do tubo de sílica fundida

deixando a outra livre para a saída do gás.

3.4.4. Etapa da Persililação

Análogo ao processo de lixiviação, a desativação do capilar foi estudada

preenchendo-se 10% de seu comprimento com a solução do agente silanizante

sem diluições. A solução foi transportada a uma taxa de 2 cm/s usando um fluxo

de nitrogênio até que saísse na outra extremidade. Logo após, vedaram-se suas

extremidades em um maçarico e, então, o capilar foi aquecido em um forno sob

temperaturas de reação que variaram de 300 a 400 ºC por um período de tempo

de 6 a 12 horas [7,8]. Foram utilizados o HMDS, DPTMDS e TPDMDS,

separadamente, como agente silanizantes.

Terminado este processo, os capilares seguiram para a etapa de

recobrimento com a fase estacionária.

3.4.5. Etapa do Recobrimento

As colunas preparadas nos ensaios foram recobertas com a fase

estacionária OV-73 ou OV-17, produzindo um filme de 0,25 μm, seguindo o

descrito anteriormente para o recobrimento estático (Figura 11). Para isto,

pesou-se 0,0161g da fase diluindo-a em 4 mL de pentano no caso da OV-73, mas


Experimental 30

para OV-17 utilizou-se uma mistura 1:1 de diclorometano e pentano para diluir a

fase.

Nesta etapa, o PEG também foi usado na forma de filmes muito finos (0,01

0,05 e 0,10 μm) com a intuição de que serviriam para desativar a parede interna

do capilar.

3.4.6. Cross-linking

Na imobilização da fase estacionária, uma pequena gota de azo-terc-

butano foi colocada em um frasco de vidro. Este, por sua vez, foi pressurizado

usando o sistema mostrado na Figura 10, fazendo com que o reagente

percorresse a coluna capilar por um período de 20 minutos. Em seguida, as

colunas eram vedadas no maçarico e colocadas no forno a 220 ºC por um período

de 1 hora. Em todas as colunas recobertas com a fase estacionária, o

procedimento de cross-linking foi repetido 3 vezes.

3.4.7. Condicionamento das colunas preparadas

Terminado o processo de imobilização da fase estacionária, as colunas

passaram por uma etapa de condicionamento, onde foram submetidas a seguinte

rampa de aquecimento: 30 °C – 0,5 °C/min – 300 °C – 60 min.


Experimental 31

3.5. Teste para as colunas preparadas

Baseado no teste de Grob preparou-se uma solução-teste para avaliar a

atividade das colunas produzidas. Esta continha os seguintes compostos:

undecano, octadecano, hexadecano, octanol, dimetilanilina e dimetilfenol.

Os compostos foram injetados isoladamente para o prévio conhecimento

dos tempos de retenção de cada um e, posteriormente, como uma mistura para

avaliação de coluna.

3.6. Condições cromatográficas

Todas as colunas capilares produzidas foram avaliadas injetando-se 1 μL

da mistura-teste em uma corrida cromatográfica simples com a rampa de

aquecimento de 40 ºC – 8 ºC/min – 300 ºC em um detector FID. O fluxo de gás

usado nas análises foi de 1 mL por minuto. As temperaturas do injetor e do

detector foram de 250 ºC e 300 ºC respectivamente.


Resultados e discussão 32

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

4.1. Estudo da influência da lixiviação

A fim de se avaliar o efeito da lixiviação sobre a superfície do capilar,

diferentes concentrações de solução de HCl foram testadas, 2% e 5%, originando

os cromatogramas mostrados nas Figuras 12 e 13, respectivamente. Nestes

ensaios, as colunas não passaram por nenhum outro processo de pré-

tratramento. Apenas a lixiviação, seguida da lavagem e secagem com a

passagem de ar.

A primeira fase estacionária escolhida para os testes foi a OV-73. A

facilidade de manuseio devido à viscosidade, minimiza os erros durante as

pesagens em comparação com a fase OV-17.

O motivo da escolha da espessura de filme ser de 0,25 μm é devido ao fato

de filmes mais espessos que 0,30 μm não permitirem a avaliação de interações

dos compostos analisados com a superfície da sílica.

Os picos indicam, respectivamente: 1- octanol, 2- co-eluição entre o

undecano e dimetilanilina, 3- dimetilfenol, 4- hexadecano, 5- octadecano.




com HCl 2% e recoberta com filme 0,25 μm de fase 0V-73. 1- octanol, 2- co-

eluição entre o undecano e dimetilanilina, 3- dimetilfenol, 4- hexadecano, 5-

octadecano.


com solução 5% de HCl e recoberta com filme 0,25 μm de fase 0V-73.



Nota-se que a concentração da solução de HCl não influenciou na

diferença de atividade entre as duas colunas. Ambos cromatogramas mostraram

interação composto-superfície, indicado pelas caudas nos três primeiros picos

Avaliou-se também a possibilidade do uso de uma solução de NaOH 0,1

mol L-1 para verificar seu efeito na lixiviação realizando-se vários experimentos.

No entanto, ao retirar as colunas capilares do forno, estavam elas fragilizadas e

quebravam com facilidade. Possivelmente, ao usar a lixiviação básica, a formação

de poros ou ranhuras danificou o material. Por isso, a continuidade do processo

de preparo do tubo ficou inviabilizada e nenhum cromatograma pôde ser obtido.

Optou-se então apenas pela lixiviação ácida [10].

Ao verificar a influência da lixiviação sobre a etapa de silanização, uma

coluna apenas lixiviada com solução de HCl 2%, e secada internamente com a

passagem de nitrogênio sem aquecimento, ou seja, sem sofrer a desidratação,

foi comparada com uma segunda coluna, que sofreu todas as outras etapas de

pré-tratamento do tubo, exceto a lixiviação, além de uma terceira coluna que

recebeu apenas a silanização, O importante é destacar que todas estas colunas

foram silanizadas com HMDS a 330 °C por um período de 6 horas e recobertas

com a fase OV-73 [9]. Os cromatogramas da mistura-teste obtidos são mostrados

nas Figuras 14, 15 e 16, respectivamente.

Como mostrado na Figura 11, os analitos e a ordem de eluição são os

mesmos para os cromatogramas mostrados anteriormente, não sendo necessário

identificá-los em cada figura. A partir deste ponto, o importante é observar o

formato dos picos, o qual indica a desativação ou não da parede interna do

capilar.



Figura 14: Cromatograma da mistura-teste em uma coluna lixiviada com solução

HCl 2% , lavada e secada apenas com a passagem de ar.


etapas do pré-tratamento do tubo, exceto a lixiviação.



Figura 16: Cromatograma da mistura-teste analisada em uma coluna que não

sofreu a etapa da lixivação, apenas silanização com HMDS.

Podem-se notar caudas nos picos em todos cromatogramas. A possível

presença de alguma impureza no cromatograma 14 e 15 não impediu a

visualização da imperfeição na forma dos primeiros picos. A partir daí, juntamente

com os resultados mostrados nas Figuras 11 e 12, entendeu-se que a lixiviação

para a sílica fundida poderia ter mais a função de produzir grupos silanol do que

eliminar sítios ativos na superfície da sílica, o que torna a coluna mais ativa se a

silanização não for eficiente. Notou-se, também, a importância de uma boa

lavagem seguida da desidratação quando se faz a lixiviação evitando, assim, a

presença de resíduos originários da solução ácida.

Não se pode efetuar a lixiviação sem as próximas duas etapas (lavagem e

desidratação). No entanto, é possível efetuar a desidratação do capilar de sílica

fundida sem antes ter realizado a lixiviação a fim de eliminar moléculas de água



ou desidratar grupos silanol vizinhos. Nesta etapa, temperaturas mais altas por

períodos de tempos mais longos causaram a perda da estabilidade mecânica do

tubo. Segundo Grob [9], para a silica fundida as escolhas nas condições do pré-

tratamento são mais limitadas.

Assim, a etapa da lixiviação foi mantida a 220 °C por um período de 2

horas porque não mostrou influenciar positivamente na etapa da silanização. Da

mesma forma, a silanização foi realizada em condições mais amenas buscando

não danificar os capilares para se obter resultados sobre a lixiviação.

Como todos os cromatogramas mostraram certa atividade nos capilares

preparados, o próximo passo foi estudar as condições da reação de silanização,

pois esta poderia não ter ocorrido completamente até então.

4.2. Avaliação da reação de silanização

Considerando que a lixiviação não influenciava significamente em todo

processo de preparo do tubo, buscou-se entender melhor as variáveis da reação

de silanização.

O primeiro passo nesta etapa foi escolher um único agente silanizante,

neste caso o HMDS, e variar a temperatura e o tempo de reação. Mesmo

sabendo que a maioria das publicações científicas sobre o assunto citava colunas

capilares de vidro, alguns testes foram aplicados às colunas modernas de sílica

fundida.

Problemas foram observados em ensaios cuja temperatura usada foi de

400 °C em um período de tempo relativamente curto de 3 horas ou, até mesmo,



em temperaturas de 370 °C por um período de 12 horas. As colunas capilares

adquiriram uma coloração marrom indicando que o revestimento externo de

poliimida foi danificado, mesmo usando tubos HT, que são específicos para

suportarem altas temperaturas. Como mostra a Figura 17, este problema

compromete a resistência mecânica e, consequentemente, a vida útil da coluna

capilar, não sendo um procedimento eficaz.

Figura 17: Comparação entre uma coluna danificada pela alta temperatura

(coloração escura) e outra com características normais (coloração clara).



Por outro lado, tentativas de silanização a 300 e 320 °C durante 6 horas

mostraram muitas sobras de agente silanizante no interior da coluna, notadas

visualmente. Neste ponto a dúvida é se a reação de fato ocorreu ou não, podendo

ser mais uma variável pois deixa resíduos do líquido no capilar.

Empiricamente, optou-se então por utilizar uma temperatura intermediária

de 350 °C por um período de 6 horas durante a reação de silanização. Ensaios

sob estas condições foram realizados e a seguinte coluna capilar passou pelas

etapas de lixiviação com solução de HCl 2% a 220 ºC, por 2 horas, sofrendo

lavagem e desidratação por 1 hora, em fluxo de nitrogênio a 220 ºC e, por fim,

após a silanização, o recobrimento com 0,25 μm da fase OV-73. O cromatograma

da mistura-teste obtido está representado na Figura 18 e o resultado mostrou o

maior grau de desativação conseguido até então.

As condições que produziram bons resultados anteriormente usando o

HMDS foram também empregadas em testes utilizando o agente silanizante

DPTMDS. A Figura 19 representa o cromatograma originado a partir de um dos

ensaios.




etapas do pré-tratamento do tubo. Silanização com HMDS a 350º C por 6 horas.


etapas de pré-tratamento. Silanização com DPTMDS a 350º C por 6 horas.



Os picos na Figura 19 mostram adsorção, indicando certa atividade no

interior da coluna capilar. As condições de reação poderiam ser outras para este

agente silanizante, mas sabe-se previamente que temperaturas superiores

danificariam os capilares de sílica fundida.

Apesar da esperada desativação não ocorrer, visto que o DPTMDS produz

melhor “molhabilidade” e possui características de desativador não só por reagir

com os grupos silanol como também por impedir estericamente o acesso dos

analitos a esses, uma tentativa de silanização usando uma diluição do reagente

de 1:5 em pentano, foi realizada. Essa diluição torna a solução menos viscosa

quando transportada pelo interior do capilar, o que pode formar um filme fino do

agente silanizante e facilitar a reação em temperaturas mais baixar [10].

O cromatograma da Figura 20 indica que a idéia de diminuir a

concentração da solução do agente silanizante também não mostrou bons

resultados. A análise da mistura-teste mostra caudas até para os dois últimos

picos, os quais representam os hidrocarbonetos hexadecano e octadecano,

respectivamente.

O terceiro agente silanizante (TPDMDS) foi então aplicado para que seu

comportamento fosse comparado com o do reagente anterior. Considerando

ainda as mesmas condições de reação dos bons resultados conseguidos para o

HMDS, a tentativa de desativação do capilar foi realizada e os cromatogramas

obtidos estão mostrados nas Figuras 21 e 22.

Algo diferente ocorreu nestes ensaios: a coluna não foi capaz de separar

claramente os compostos da mistura-teste.



Figura 20: Coluna que sofeu silanização com uma solução de DPTMDS em

Pentano 1:5.

Figura 21: Capilar 1 silanizado com TPDMDS e recoberto com fase OV-73.



Figura 22: Capilar 2 silanizado com TPDMDS e recoberto com fase OV-73.

Este novo fato pode ter uma explicação baseada na descrição de Mayer

sobre a homogeneidade do recobrimento [19]. A “molhabilidade” é aumentada

quando se usa TPDMDS para fases estacionárias com alta concentração de

grupos fenil. No entanto, facilmente ocorre a formação de bolhas, seções finas e

espessas ou até mesmo pontos sem fase estacionária durante o processo de

evaporação. Ou seja, pode-se conseguir uma boa desativação, mas perde-se

eficiência de separação, principalmente nas colunas curtas. Ao mesmo tempo,

filmes homogêneos são obtidos quando a etapa de silanização é omitida, mas

com desativação insatisfatória.

Assim, levando-se em consideração os ensaios com os agentes

silanizantes DPTMDS e TPDMDS, a reprodutibilidade e a homogeneidade do



recobrimento para a fase estacionária OV-73 foram questionadas. Fizeram-se

necessários novos testes, uma vez que isso significava mais uma variável em

todo processo.

4.3. Avaliação da reprodutibilidade do recobrimento

Uma série de 5 colunas produzidas sem nenhuma etapa de pré-tratamento

do tubo, mas apenas recobertas com a fase estacionária OV-73 mostrou que a

reprodutibilidade no recobrimento não é tão boa assim. Feitas seguidas uma da

outra sob as mesmas condições, elas apresentaram diferentes resultados. Os

cromatogramas mostrados nas Figuras 23 e 24 indicam um ótimo recobrimento

percebido pela qualidade da separação cromatográfica e até um bom grau de

inatividade da coluna. No entanto, os próximos cromatogramas, referentes à

mesma série de colunas, mostram recobrimentos possivelmente não homogêneos

(Figuras 25, 26 e 27).

Acredita-se que pequenas mudanças na temperatura, no “vácuo” durante a

evaporação da fase e até mesmo na “molhabilidade” da parede interna do capilar,

prejudicam a homogeneidade do filme.

Durante o processo de recobrimento do capilar com a fase estacionária é

possível acompanhar visualmente, com o auxílio de uma luminária, a evaporação

do solvente na qual a fase está dissolvida. Nota-se que nem sempre a frente da

solução caminha com a mesma velocidade apesar de se tentar ao máximo manter

as mesmas condições. Algumas vezes a solução “corre” dentro do capilar e o

filme não é formado, obrigando o recomeço desta etapa. Outras vezes, a taxa de



evaporação do solvente é maior no início do capilar do que no final do mesmo. No

caso dos capilares com comprimento de 10 metros, este último problema não é

tão freqüente.

Não se sabe a porcentagem exata de rendimento na preparação das

colunas capilares. Só a observação atenta durante a etapa do recobrimento evita

os problemas descritos anteriormente com mais esta variável. Assim, nesta última

série de colunas, o processo de deposição da fase estacionária não foi

interrompido, por motivo algum, para efeito de comparação.

A partir destes resultados, o estudo utilizando filmes de polietilenoglicol

parecia plausível para confirmar a produção de filmes irregulares quando usada a

fase OV-73.


apenas recobrimento com OV-73. Coluna 1.















4.4. O uso de filmes finos de PEG

Sabendo-se que o PEG produz bons filmes de fase estacionária devido às

ligações químicas que realiza com os grupos silanol da parede interna do capilar,

a idéia de produzir filmes muito finos parecia razoável [22]. Estes filmes poderiam

mostrar não só a bom comportamento do PEG durante o recobrimento como

também a desativação do capilar.

Foram obtidos então os cromatogramas mostrados nas Figuras 28, 29 e

30. Eles representam colunas capilares que não sofreram nenhum tipo de pré-

tratamento do tubo e foram apenas recobertas com filmes de 0,01 , 0,05 e 0,1 μm

de espessura, respectivamente.

Figura 28: Coluna sem pré-tratamento, apenas recoberta com um filme de

0,01 μm de PEG. 1- undecano, 2- hexadecano, 3- octadecano, 4- octanol, 5-

dimetilfenol, 6- dimetilanilina.





dimetilanilina, 6- dimetilfenol.


μm de PEG. 1- undecano, 2- hexadecano, 3- octadecano, 4- co-eluição entre

octanol e dimetilanilina, 5- dimetilfenol.



Nota-se que a ordem de eluição para os compostos da mistura-teste foi

alterada, mas a resolução é alta. Também, não há sinais de caudas nos picos o

que indica a ausência de interação entre os compostos da mistura e a parede do

capilar, mesmo para o filme mais fino (0,01 μm).

O perfil do cromatograma da coluna recoberta com o filme 0,05 μm

mostrou-se o mais interessante por ser similar aos conseguidos com a fase OV-

73, diferindo apenas na eluição antecipada dos hidrocarbonetos, representada

pelos dois primeiros picos intensos.

Iniciou-se, então, uma série de experimentos para estudar o uso de filmes

finos de PEG como agente desativador e não como fase estacionária.

4.4.1. Ensaios com a fase OV-73

Novamente, colunas recobertas com filmes de 0,05 μm de PEG e sem

nenhum pré-tratamento do tubo, foram avaliadas após sofrer uma segunda

deposição. Desta vez, a fase estacionária OV-73 produziu um filme de 0,25 μm

por cima da fina camada de polietileno glicol.

O resultado para a análise da mistura-teste mostrou um alto grau de

desativação do capilar, além da separação não ser influenciada pela camada de

PEG. A eluição dos compostos continuou característica das separações

realizadas anteriormente apenas quando a fase de polisiloxano era depositada. A

Figura 31 representa o cromatograma originado a partir desta análise.



Figura 31: Coluna com filme de 0,25 μm de OV-73 sobre um filme de 0,05 μm de

PEG. Análise da mistura-teste. 1- octanol, 2- co-eluição entre undecano e

dimetilanilina, 3- dimetilfenol, 4- hexadecano, 5- octadecano.

O importante após a aplicação desta técnica, é verificar a estabilidade do

filme, ou seja, avaliar se quantidades consideráveis de fase estacionária

desprende da parede do tubo.

Então, 6 ciclos de condicionamento seguidos, foram realizados para

verificar o comportamento da fase. Nenhuma amostra é injetada e a coluna sofre

apenas uma programação de temperatura. Neste caso, em especial: 30 °C – 2

°C/min – 320 °C – 30 min – 30 °C.

O cromatograma obtido indica que a “sangria” diminui com o passar do

tempo (Figura 32). A “sangria” é algo normal em altas temperaturas para colunas

novas, e tende a ficar menos evidente conforme o uso das mesmas.



Figura 32: Ciclos de condicionamento em coluna com filme de 0,25 μm de OV-73

sobre o filme de 0,05 μm de PEG.

Realizado o condicinamento, uma nova análise da mistura-teste mostrou

que não houve perda significativa de fase estacionária ou alterações na ordem de

eluição dos compostos. Isso pode ser notado pela pouca variação no tempo de

retenção (tR) entre a primeira e a segunda análise.

A Figura 33 mostra o cromatograma obtido após a coluna sofrer o ciclo de

condicionamento, e a Tabela 2 apresenta os respectivos tempos de retenção dos

compostos da mistura-teste.

Os resultados satisfatórios induziram a realização de experimentos usando

a fase estacionária OV-17, a qual possui um número de grupos fenil maior do que

a OV-73.



Figura 33: Análise da mistura-teste em coluna recoberta com filme de 0,25 μm de

OV-73 sobre um filme de 0,05 μm de PEG; após ciclos de condicionamento.1-

octanol, 2- co-eluição entre undecano e dimetilanilina, 3- dimetilfenol, 4-

hexadecano, 5- octadecano.

Tabela 2 : Comparação dos tempos de retenção para uma coluna recoberta com

filme de 0,25 μm de OV-73 sobre um filme de 0,05 μm de PEG.

Picos Antes do condicionamento tR (min)

Após condicionamento tR (min)

1 5,825 5,509

2 6,162 5,802

3 8,753 8,240

4 13,839 13,481

5 16,549 16,183



4.4.2. Ensaios com a fase OV-17

O mesmo ensaio, realizado agora com a fase OV-17, mostrou também

resultados satisfatórios. A seqüência no procedimento de preparo do tubo foi

repetida e o cromatograma a seguir mostra a análise da mistura-teste em uma

coluna onde foi depositado apenas o filme de 0,05 μm de PEG (Figura 34).

Visto que a forma dos picos e a resolução indicaram o bom comportamento

do polímero, esta mesma coluna foi recoberta com um filme de 0,25 μm de fase

OV-17. Novamente, a mistura-teste foi analisada e o cromatograma obtido é

mostrado na Figura 35.

Figura 34: Análise da mistura-teste em coluna apenas recoberta com um filme de

0,05 μm de PEG. 1- undecano, 2- hexadecano, 3- octadecano, 4- ocatanol, 5-

demetilanilina, 6- dimetilfenol.



Figura 35: Análise da mistura-teste em coluna recoberta com um filme de 0,25

μm da fase OV-17 sobre um filme 0,05 μm de PEG. 1- octanol, 2- undecano, 3-

dimetilanilina, 4- dimetilfenol, 5- hexadecano, 6- octadecano.

O alto grau de inatividade da coluna e a boa resolução para a maioria dos

compostos indicam um bom recobrimento, possivelmente sem bolhas ou falhas.

Isso significa que a fina camada de PEG pode ser considerada “molhável” pela

fase OV-17.

Apesar disso, o teste do ciclo de condicionamento e uma segunda análise

da mistura-teste é inevitável. Portanto, a coluna passou por seguidas rampas de

aquecimento e o cromatograma obtido está mostrado na Figura 36.

Mais uma vez, a fase estacionária mostrou o comportamento normal de

colunas recém fabricadas. Para a OV-17, a “sangria” diminui após o segundo

ciclo.



Figura 36: Ciclos de condicionamento para a coluna recoberta com um filme

de 0,25 μm da fase OV-17 sobre um filme 0,05 μm de PEG.

A análise da mistura-teste para esta coluna, após o ciclo de

condicionamento indicou o mesmo perfil cromatográfico, como mostra a Figura

37; os tempos de retenção para os compostos da mistura estão representados na

Tabela 3.

Os resultados foram satisfatórios, e indicam que a estabilidade do filme de

OV-17 é boa, suportando temperaturas de até 320 °C, mesmo depositada sobre o

filme de PEG. Esta coluna capilar é inerte e eficiente. Os tempos de retenção para

os compostos não sofreram grande variação entre as análises antes e depois do

ciclo de condicionamento, onde normalmente, um filme mal fixado perderia suas

características de separação.



Figura 37: Análise da mistura-teste após ciclos de condicionamento. Coluna

recoberta com um filme de 0,25 μm da fase OV-17 sobre um filme 0,05 μm de

PEG. 1- octanol, 2- undecano, 3- dimetilanilina, 4- dimetilfenol, 5- hexadecano,

6- octadecano.

Tabela 3: Tempos de retenção para uma coluna recoberta com filme de 0,25 μm

de OV-17 sobre um filme de 0,05 μm de PEG.

Picos Antes do condicionamento tR (min)

Após condicionamento tR (min)

1 4,099 3,997

2 6,354 6,289

3 9,530 9,411

4 9,688 9,576

5 12,179 12,043

6 15,017 14,870


Conclusões 58

5. CONCLUSÕES

Há certa dificuldade de analisar a inter-relação entre cada etapa do pré-

tratamento do tubo. O desenvolvimento das colunas capilares nos últimos anos

não está refletido na literatura, devido à produção hoje ser segredo comercial, o

que torna difícil a pesquisa científica sobre o assunto.

Não se pode dizer que a etapas de lixiviação seje realmente necessária no

pré-tratamento dos tubos de sílica-fundida. Este procedimento pode deixar

resíduos no interior do capilar tornando-o mais ativo, além de não mostrar

melhoras nos resultados.

A reação de silanização à temperatura de 350 °C por período de 6 horas

parece mais adequada para a sílica fundida visto que temperaturas maiores

danificaram o capilar. No entanto, apenas o HMDS mostrou-se eficaz sob estas

condições. O TPDMDS e o DPTMDS não apresentaram boa compatibilidade com

o recobrimento, quando este realizado com a fase OV-73.

Por outro lado, o polietileno glicol (PEG) foi uma boa alternativa. Enquanto

que as fases OV-73 e OV-17 não reproduzem os filmes quando depositadas

diretamente no tubo (silanizado ou não), os filmes finos de PEG mostraram-se

muito eficientes neste ponto. Um filme de 0,01 μm pode apresentar não só uma

ótima separação como também atuar como agente desativador.

Os resultados obtidos com as colunas capilares produzidas usando o duplo

filme (PEG e OV) permitem concluir que estas são estáveis e pouco ativas, sendo

uma ótima opção na preparação de colunas inertes. O filme de PEG não interfere

na separação e atua como agente desativador.


Conclusões 59

5.1. Sugestões para trabalhos futuros

Visto que os filmes de PEG mostraram-se eficientes, é interessante o

estudo com filmes cada vez menos espessos para conhecer o limite onde sua

característica desativadora será ainda eficaz.

Outro ponto importante, após o recobrimento com a fase estacionária de

interesse, é estudar a máxima temperatura que esta nova coluna suportará

durante uma análise, sem perder suas características.

Lembrando que a variedade de fases estacionárias é enorme, o laboratório

pode produzir suas próprias colunas de acordo com a aplicabilidade desejada,

verificando a qualidade do recobrimento quando realizado por cima do microfilme

de PEG.


Referências Bibliográficas 60

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1.COLLINS, H.C.; BRAGA, G.L.; BONATO, P.S. Introdução a métodos cromatográficos. Campinas: UNICAMP, 1997. p.141-152. 2.LANÇAS, F.M. Cromatografia em fase gasosa. São Carlos: Acta, 1993. 240 p. 3.PEREIRA, A.S; NETO, F.R.A. Estado da arte da cromatografia gasosa de alta resolução e alta temperatura. Química Nova, v. 23, n. 3, p. 370-379, 2000. 4.DESTY, D.H.; HARESNAPE, J.N.; WHYMAN, B.H.F. Construction of long lengths of coiled glass capillary. Analytical Chemistry, v. 32, p. 302-304, 1960. 5.GRIFFIN, G. Fused-silica capillary – the story behind the technology. LCGC North America, v. 20, n.10, p. 928-938, 2002. 6.SILVA, Denise Domingos da. Preparo de colunas capilares utilizando o polímero poliuretana sintetizado a partir do óleo de mamona como fase estacionária – cromatografia gasosa. 2001. 156 f. Tese (Doutorado em Química Analítica) – Instituto de Química de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2001. 7.GROB, K.; GROB, G. New approach to capillary columns for gas chromatography? Condensation of hydroxyl-terminated stationary phases. Journal of Chromatography, v. 347, p. 351-356, 1985. 8.SCHOMBURG, G.; HUSMANN, H.; BEHLAU, H. Properties of untreated and treated glass capillary surfaces and their contribution to solute-stationary phase interaction and film fixation of the stationary liquid. Journal of Chromatography, v. 203, p. 179-191, 1981. 9.GROB, K.; GROB, G. Preparation of inert glass capillary columns for gas chromatography. Journal of Chromatography, v. 244, p. 197-208, 1982. 10.GROB, K. Making and manipulation capillary columns for gas chromatography. Heidelberg: Huethig, 1986. 232 p. 11.MAYER, B.X; LORBEER, E. A fused silica capillary column coated with a medium polar stationary phase for HTGC. Journal of High Resolution Chromatography & Chromatography Communications, v.18, p. 504-506, 1995.



12.XU, B.;VERMEULEN, N.P.E. Fused silica capillary deactivation with D4 in the presence of oxygen. Journal of High Resolution Chromatography & Chromatography Communications, v. 9, p. 679-682, 1986. 13.SUMPTER, S.R.; WOOLLEY, C.L.; HUANG, E.C.; MARKIDES, K.E.; LEE, M.L. Static coating of 5 to 50 μm I.D. capillary columns for open tubular column chromatography. Journal of Chromatography, v. 517, p. 503-519, 1990.

14.VEN, L.J.M. van de; RUTTEN,G; RIJKIS,J.A.; HAAN,J.W. Deactivation with silazanes in chromatography, mechanism of the reaction and pratical consequences in capillary GC and RP-HPLC. Journal of High Resolution Chromatography & Chromatography Communications, v. 9, p. 741-746, 1986.

15.WELSCH, T. High temperature silylation in the production of inert glass capillary colmns. Journal of High Resolution Chromatography & Chromatography Communications, v. 11, p. 471-479, 1988

16.WELSCH, T; MÜLLER, R.; ENGEWALD, W.; WERNER, G. Surface modification of glass capillaries by hight-temperature silylation. Journal of Chromatography, v. 241, p. 41-48, 1982.

17.TRÍSKA, J.; HULÍK, R.; VODICKA, L.; JANDA, V.; CAPKA, M. Poly(methyloctadecyl)hydrosiloxane- a deactivation reagent for capillary columns. Journal of High Resolution Chromatography & Chromatography Communications, v. 11, p. 220-222, 1998.

18.MARKIDES.K.E; TARBET, B.J.; WOOLLEY, C.L.; SCHRENGENBERGER, C.M.; BRADSHAW, J.S.; LEE, M.L.; BARTLE, K.D. Deactivation of fused silica capillary columns with phenylhydrosiloxanes. Journal of High Resolution Chromatography & Chromatography Communications, v. 8, p. 378-385, 1985.

19.MAYER, B.X; RAUTER, W.; RAUCHBAUER, G.; TOMASTIK, C.; BANGERT, H. Approaches for the coating of capillary columns with highly phenylated stationary phases for high-temperature GC. Journal of Separation Science, v. 27, p. 335-342, 2004. 20.XU, B.;VERMEULEN,N.P.E.Free release static coating of glass capillary columns. Chromatographia, v.18, n. 9, p. 520-524, 1984.

21.ZEEUW, J.; LUONG, J. Developments in stationary phase technology for gas chromatography. Trends in Analytical Chemistry, v. 21, n. 9, p. 594-607, 2002.

22.SHENDE, C.; KABIR, A.; TOWNSEND, E.; MALIK, A. Sol-gel poly(ethylene glycol) stationary phase for high-resolution capillary gas chromatography. Analytical Chemistry, v. 75, n. 14, p. 3518-3530, 2003.



23.GROB, K.; GROB,G. Capillary columns with immobilized stationary phases. Journal of High Resolution Chromatography & Chromatography Communications, v. 4, p. 491-494, 1981.

24.GROB, K; GROB, G. Comprehensive, standardized quality test for glass capillary columns. Journal of Chromatography, v. 156, p. 1-20, 1978.

25.DRESEN, R.J.M.N.; HENDERICKX, H.J.W.; VAN DER WAL, S. Capillary GC Column Performance Test for Basic Analytes. Journal of Microcolumn Separation, v.10, n. 8, p. 661-669, 1998.

26.JENNINGS, W.; GRAS, R.; LUONG, J. An advanced solventless column test for capillary GC columns. Journal of Separation Science, v. 30, p. 2480-2492, 2007.

27.SUPELCO. Produtos de cromatografia para análise e purificação: catálogo. São Paulo: Sigma –Aldrich, 2007/8. 262 p.

28.ALLTECH. Chromatography sourcebook: catálogo. Deerfield: Alltech Corporate Headquarters, 2003/04. 66 p.


Documents

Avaliação dos processos de pré-tratamento da superfície da sílica